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JP2010120780A - Double pore organic chain inorganic porous body, method for producing double pore organic chain inorganic porous body, and method for producing column for chromatography - Google Patents

Double pore organic chain inorganic porous body, method for producing double pore organic chain inorganic porous body, and method for producing column for chromatography Download PDF

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JP2010120780A
JP2010120780A JP2008293158A JP2008293158A JP2010120780A JP 2010120780 A JP2010120780 A JP 2010120780A JP 2008293158 A JP2008293158 A JP 2008293158A JP 2008293158 A JP2008293158 A JP 2008293158A JP 2010120780 A JP2010120780 A JP 2010120780A
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JP
Japan
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organic chain
producing
inorganic porous
skeleton
double pore
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Application number
JP2008293158A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akio Ishizuka
紀生 石塚
大輔 ▲徳▼田
Daisuke Tokuda
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EMAUS KYOTO KK
Original Assignee
EMAUS KYOTO KK
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a double pore organic chain inorganic porous body which has excellent alkali resistance, and further exhibits excellent separability when being used as a filler in chromatography, and to provide a method for producing the same. <P>SOLUTION: The method comprises: a gelling stage where an organic chain alkoxy silane is charged inside an acid solution comprising an alkali generating compound decomposed by heating and generating an alkali component and an organic polymer having a phase separation induction action so as to hydrolyze the organic chain alkoxy silane, and thereafter, heating is performed, and, while decomposing the alkali generating compound, the organic chain alkoxy silane is polycondensed so as to form gel having a skeleton with a three-dimensional network structure; and a micropore forming stage where the obtained gel is subjected to hydrothermal treatment under alkali conditions so as to form micropores in the skeleton. The double pore organic chain inorganic porous body having a skeleton with a three-dimensional network structure composed of a silane polycondensate having an SiC bonded part in the molecules, and provided with micropores in the skeleton is obtained by the method. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、クロマトグラフィー用分離媒体、血液分離用多孔質体、環境分析用試料濃縮媒体、吸湿剤用多孔質体、消臭等低分子吸着用多孔質体、均一径微粒子を製造する膜乳化法に用いる多孔質膜、あるいは酵素担体および触媒担体用多孔質体等に適した二重細孔有機鎖無機多孔質体、二重細孔有機鎖無機多孔質体の製造方法、およびクロマトグラフィー用カラムの製造方法に関する。   The present invention is a membrane emulsification for producing a separation medium for chromatography, a porous body for blood separation, a sample concentration medium for environmental analysis, a porous body for a hygroscopic agent, a porous body for low molecular weight adsorption such as deodorant, and fine particles of uniform diameter Suitable for porous membranes used in the method, or porous bodies for enzyme supports and catalyst supports, a method for producing double porous organic chain inorganic porous bodies, and for chromatography The present invention relates to a method for producing a column.

液体クロマトグラフィー装置は、一般に、シリカゲル等の無機系多孔質体粒子が分離媒体としてカラム内に充填されている。
この種の液体クロマトグラフィー装置において、分離能を向上させるにはカラムに充填される粒子の小径化が最も有力であるが、粒子の小径化を図ると同時に分析に適当な流速を得るのに必要な圧力が高くなり、カラム長を短くせざるを得なくなる。
In a liquid chromatography apparatus, generally, inorganic porous particles such as silica gel are packed in a column as a separation medium.
In this type of liquid chromatography system, the most effective way to improve the resolution is to reduce the size of the particles packed in the column, but it is necessary to reduce the size of the particles and at the same time obtain an appropriate flow rate for analysis. Pressure increases and the column length must be shortened.

したがって、適当な試料負荷量を得るために表面積の大きい多孔質粒子が用いられているが、これらは低い機械的強度を示すために、均一な充填作業に困難が生じる。したがって、液体クロマトグラフィーにおける分離能を増大させるための粒子小径化には限界がある。粒子充填型カラムを圧力送液下で用いる限りこの制約から逃れることはできないので、短時間に高理論段数を得るためには、微粒子に伴う高圧力を避ける工夫が必要である。
短時間、すなわち高速で高性能分離を実現するには、低圧力で溶媒が流れることのできる大きな流路と、充填剤の粒子径に相当する小さな骨格をあわせもった分離媒体が必要である。
Therefore, porous particles having a large surface area are used in order to obtain an appropriate sample load, but these exhibit low mechanical strength, which makes it difficult to perform uniform filling operations. Therefore, there is a limit to the particle size reduction for increasing the resolution in liquid chromatography. As long as the particle packed column is used under pressure feeding, it is not possible to escape from this restriction. Therefore, in order to obtain a high theoretical plate number in a short time, it is necessary to devise a technique for avoiding the high pressure accompanying fine particles.
In order to achieve high-performance separation in a short time, that is, at a high speed, a separation medium having a large flow path through which a solvent can flow at a low pressure and a small skeleton corresponding to the particle diameter of the filler is required.

そこで、上記のような条件を満足させるために、ポリエチレンオキシド等の水溶性高分子と、加熱により分解してアルカリ成分を発生する尿素とを均一に溶解させた酸性溶液中に、テトラエトキシシランを投入し、テトラエトキシシランを尿素の分解温度以下で、加水分解および重縮合させて溶媒リッチ相と骨格相とに分離した湿潤ゲルが生成させたのち、すなわち、スピノーダル分解に基づく相分離とゾルーゲル転移を同時に起こしてマクロ細孔を備えた骨格を形成し、この湿潤ゲルを尿素の熱分解以上に加熱することによって、アンモニアを発生させ、発生したアンモニアによって、骨格の一部を溶解させて骨格中に微細孔を形成するようにした無機系多孔質体の製造方法が提案されている(特許文献1参照)。   Therefore, in order to satisfy the above conditions, tetraethoxysilane is added to an acidic solution in which a water-soluble polymer such as polyethylene oxide and urea that decomposes by heating to generate an alkali component are uniformly dissolved. After injection, tetraethoxysilane was hydrolyzed and polycondensed below the decomposition temperature of urea to form a wet gel separated into a solvent-rich phase and a skeletal phase, that is, phase separation based on spinodal decomposition and sol-gel transition Are formed simultaneously to form a skeleton with macropores, and this wet gel is heated more than the thermal decomposition of urea to generate ammonia, and a part of the skeleton is dissolved in the skeleton by the generated ammonia. A method for producing an inorganic porous material in which fine pores are formed in a thin film has been proposed (see Patent Document 1).

すなわち、この無機系多孔質体の製造方法では、まず、従来の無機系多孔質体の製造方法のように、酸性溶液中で、テトラエトキシシランを加水分解および重縮合させるのであるが、酸性溶液中には、水溶性高分子が均一に溶解しているため、まず、水相部分と相分離して形成された島状の溶媒リッチ相と、シラン重縮合体からなる骨格相とからなる湿潤ゲルが形成される。   That is, in this method for producing an inorganic porous material, first, tetraethoxysilane is hydrolyzed and polycondensed in an acidic solution as in the conventional method for producing an inorganic porous material. Since the water-soluble polymer is uniformly dissolved therein, the wet phase is first composed of an island-like solvent-rich phase formed by phase separation from the aqueous phase portion and a skeleton phase composed of a silane polycondensate. A gel is formed.

そして、この湿潤ゲルを尿素の熱分解以上に加熱することによって、アンモニアを発生させ、発生したアンモニアによって、骨格相を形成するシラン重縮合体の一部を溶解して骨格中に微細孔が形成される。
したがって、最後に加熱乾燥して水溶性高分子等を除去すれば、平均直径100ナノメートル以上の連続細孔を形成する三次元網目構造をした骨格部分を備え、この骨格部分にナノオーダーの微細孔が形成されたバルク状あるいはモノリス状をした二重細孔多孔質体が得られる。
Then, by heating this wet gel more than the thermal decomposition of urea, ammonia is generated, and the generated ammonia dissolves a part of the silane polycondensate that forms the skeleton phase to form micropores in the skeleton. Is done.
Therefore, when a water-soluble polymer is removed by heating and drying at the end, a skeleton part having a three-dimensional network structure that forms continuous pores having an average diameter of 100 nanometers or more is provided. A double-porous body having a pore shape or a bulk or monolith shape can be obtained.

しかしながら、上記製造方法で得られた二重細孔多孔質体の場合、従来の耐アルカリ性に問題があった。   However, the double pore porous material obtained by the above production method has a problem with conventional alkali resistance.

そこで、本発明の発明者らは、上記二重細孔多孔質体の製造方法において、テトラエトキシシランに代えて、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、1,2−ビストリメトキシシリルエタン等の有機鎖アルコキシシランを用いて、骨格部分をSiC結合を分子中に備えるシラン重縮合体とすれば、耐アルカリ性の向上を図れるのではないかと考えた。
しかしながら、有機鎖アルコキシシランを上記方法と同じ条件で重縮合させて湿潤ゲルを得た場合、同様に出発組成として用いた場合、有機鎖部位が骨格部の外部表面に表出したものとなってしまうため、その後加熱して尿素を分解してアルカリ性にしても、有機鎖部分が邪魔をしてうまく骨格内に微細孔を形成することができなかった。
Therefore, the inventors of the present invention, in the above method for producing a double pore porous body, instead of tetraethoxysilane, methyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, 1, It was thought that alkali resistance could be improved by using an organic chain alkoxysilane such as 2-bistrimethoxysilylethane and using a silane polycondensate having a SiC bond in the molecule as the skeleton.
However, when an organic chain alkoxysilane is polycondensed under the same conditions as in the above method to obtain a wet gel, the organic chain site is exposed on the external surface of the skeleton when used as a starting composition. Therefore, even after heating to decompose urea to make it alkaline, the organic chain portion hindered and fine pores could not be successfully formed in the skeleton.

特開平11−292528号公報JP 11-292528 A

本発明は、上記事情に鑑みて、耐アルカリ性に優れるとともに、クロマトグラフィーの充填材として用いたときに、優れた分離能を発揮する二重細孔有機鎖無機多孔質体およびその製造方法を提供することを目的としている。   In view of the above circumstances, the present invention provides a double-pore organic chain inorganic porous body that exhibits excellent alkali resistance and exhibits excellent separation performance when used as a chromatography filler, and a method for producing the same. The purpose is to do.

上記目的を達成するために、本発明にかかる二重細孔有機鎖無機多孔質体は、SiC結合部分を分子中に有するシラン重縮合体からなる三次元網目構造の骨格を有し、この骨格内に微細孔を備えていることを特徴としている。   In order to achieve the above object, the double pore organic chain inorganic porous material according to the present invention has a three-dimensional network structure skeleton composed of a silane polycondensate having a SiC bond portion in the molecule. It is characterized by having fine holes inside.

また、本発明にかかる二重細孔有機鎖無機多孔質体の製造方法は、加熱により分解してアルカリ成分を発生するアルカリ発生化合物と、相分離誘起作用を有する有機高分子とを含む酸性溶液中に、有機鎖アルコキシシランを投入して、有機鎖アルコキシシランを加水分解させたのち、加熱してアルカリ発生化合物を分解させながら、有機鎖アルコキシシランを重縮合させて三次元網目構造の骨格を有するゲルを形成するゲル化工程と、得られたゲルをアルカリ条件下で水熱処理して前記骨格中に微細孔を形成する微細孔形成工程と、を備えていることを特徴としている。   The method for producing a double-pore organic chain inorganic porous material according to the present invention includes an alkali-generating compound that decomposes by heating to generate an alkali component and an organic polymer that has a phase separation-inducing action. The organic chain alkoxysilane is introduced into the organic chain to hydrolyze the organic chain alkoxysilane, and then heated to decompose the alkali-generating compound while polycondensating the organic chain alkoxysilane to form a three-dimensional network structure skeleton. A gelation step for forming a gel having a micropore, and a micropore formation step for forming a micropore in the skeleton by hydrothermally treating the obtained gel under alkaline conditions.

本発明において、上記酸性溶液に用いる酸としては、特に限定されないが、たとえば、酢酸、硝酸、塩酸、蟻酸等が挙げられ、中でも酢酸のような弱酸が好ましい。
酸性溶液のpHは、特に限定されないが、重縮合前のpHが1以上5未満に調整することが好ましい。すなわち、酸性が強すぎると、骨格部分に微細孔を形成することが困難になり、弱すぎると、ゲル化が遅く、生産性に問題が生じる恐れがある。
In the present invention, the acid used in the acidic solution is not particularly limited, and examples thereof include acetic acid, nitric acid, hydrochloric acid, formic acid and the like, and among them, a weak acid such as acetic acid is preferable.
The pH of the acidic solution is not particularly limited, but the pH before polycondensation is preferably adjusted to 1 or more and less than 5. That is, if the acidity is too strong, it becomes difficult to form micropores in the skeleton portion, and if it is too weak, gelation is slow, which may cause a problem in productivity.

本発明において、有機鎖アルコキシシランとは、Si原子に1つ〜3つのアルコキシ基が結合し、3つ〜1つの有機基がSiC結合を形成するように結合したものを意味し、具体的には、たとえば、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、1,2−ビストリメトキシシリルエタン等が挙げられ、これらを単独であるいは複数混合して用いることができる。   In the present invention, the organic chain alkoxysilane means a compound in which 1 to 3 alkoxy groups are bonded to Si atoms and 3 to 1 organic groups are bonded so as to form a SiC bond. Examples include methyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, 1,2-bistrimethoxysilylethane, and the like. These can be used alone or in combination.

上記アルカリ発生化合物としては、特に限定されないが、たとえば、尿素、ヘキサメチレンテトラミン、ホルムアミド、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、アセトアミド、N−メチルアセトアミド、N,N−ジメチルアセトアミド等の有機アミド類が挙げられ、これらを単独であるいは複数混合して用いることができるが、中でも尿素が好適である。
また、アルカリ発生化合物は、酸性溶液中に予め添加しておくだけでなく、必要に応じてゲル化時にさらに添加するようにしても構わない。
The alkali-generating compound is not particularly limited, and examples thereof include organic compounds such as urea, hexamethylenetetramine, formamide, N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, acetamide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, and the like. Amides are mentioned, and these can be used alone or in combination, and urea is particularly preferable.
The alkali-generating compound is not only added in advance to the acidic solution, but may be further added during gelation as necessary.

重縮合時の加熱温度は、特に限定されないが、所定量のアルカリ成分が発生すれば、できるだけ低い方が好ましい。すなわち、加熱温度が高すぎると、溶液が沸騰して、ボイドが発生し、良好な骨格部が形成されない恐れがある。因みに、尿素を用いた場合、尿素の分解温度以上が50℃程度であるので、加熱温度は50℃以上80℃以下が好ましく、50℃以上70℃以下がより好ましい。   The heating temperature during polycondensation is not particularly limited, but is preferably as low as possible if a predetermined amount of alkali component is generated. That is, if the heating temperature is too high, the solution boils, voids are generated, and a good skeleton may not be formed. Incidentally, when urea is used, since the decomposition temperature of urea is about 50 ° C. or higher, the heating temperature is preferably 50 ° C. or higher and 80 ° C. or lower, and more preferably 50 ° C. or higher and 70 ° C. or lower.

上記有機高分子としては、特に限定されないが、たとえば、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、エチレンオキシド−プロピレンオキシド共重合体が挙げられ、これらが単独で用いられてもよいし、併用されても構わない。
有機高分子の配合割合は、得ようとする骨格部の孔径に応じて適宜調整することができる。
The organic polymer is not particularly limited, and examples thereof include polyethylene oxide, polypropylene oxide, polyoxyethylene nonylphenyl ether, and ethylene oxide-propylene oxide copolymer. These may be used alone or in combination. It does not matter.
The blending ratio of the organic polymer can be appropriately adjusted according to the pore size of the skeleton part to be obtained.

また、本発明の二重細孔有機鎖無機多孔質体の製造方法においては、酸性溶液中に、有機高分子をミセル化する溶媒を加えるようにしてもよい。
この有機高分子をミセル化する溶媒としては、特に限定されないが、たとえば、トリメチルベンゼン、メタノール、ブタノール等が挙げられ、これらが単独で用いられてもよいし、併用されても構わない。
Moreover, in the manufacturing method of the double pore organic chain inorganic porous material of this invention, you may make it add the solvent which micelleizes an organic polymer in an acidic solution.
The solvent for micelleizing the organic polymer is not particularly limited, and examples thereof include trimethylbenzene, methanol, butanol and the like, and these may be used alone or in combination.

さらに、本発明にかかるクロマトグラフィー用カラムの製造方法は、キャピラリー内で本発明の二重細孔有機鎖無機多孔質体の製造方法を用いて、キャピラリー内に二重細孔有機鎖無機多孔質体が充填された状態に形成することを特徴としている。
キャピラリーの材質としては、特に限定されないが、たとえば、フューズドシリカ、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK樹脂)等が挙げられる。
Furthermore, the method for producing a chromatography column according to the present invention includes a method for producing a double-pore organic chain inorganic porous material of the present invention in a capillary, and a method for producing a double-pore organic chain inorganic porous material in a capillary. It is characterized by forming the body filled.
The material of the capillary is not particularly limited, and examples thereof include fused silica and polyether ether ketone (PEEK resin).

以上のように、本発明にかかる二重細孔有機鎖無機多孔質体は、SiC結合部分を分子中に有するシラン重縮合体からなる三次元網目構造の骨格を有し、この骨格内に微細孔を備えているので、耐アルカリ性に優れたものとなる。したがって、アルカリ領域で用いるクロマトグラフィー用分離媒体、血液分離用多孔質体、環境分析用試料濃縮媒体、吸湿剤用多孔質体、消臭等低分子吸着用多孔質体、均一径微粒子を製造する膜乳化法に用いる多孔質膜、あるいは酵素担体および触媒担体用多孔質体等として好適なものとなる。   As described above, the double pore organic chain inorganic porous material according to the present invention has a three-dimensional network structure skeleton composed of a silane polycondensate having a SiC bond portion in the molecule, and the fine structure is contained in the skeleton. Since the holes are provided, the alkali resistance is excellent. Therefore, chromatographic separation media used in the alkaline region, blood separation porous materials, environmental analysis sample concentration media, hygroscopic porous materials, deodorant and other low molecular weight adsorption porous materials, and uniform-sized fine particles are produced. It is suitable as a porous membrane used in the membrane emulsification method, or as a porous material for an enzyme carrier and a catalyst carrier.

また、本発明にかかる二重細孔有機鎖無機多孔質体の製造方法は、加熱により分解してアルカリ成分を発生するアルカリ発生化合物と、相分離誘起作用を有する有機高分子とを含む酸性溶液中に、有機鎖アルコキシシランを投入して、有機鎖アルコキシシランを加水分解させたのち、加熱してアルカリ発生化合物を分解させながら、有機鎖アルコキシシランを重縮合させて三次元網目構造の骨格を有するゲルを形成するゲル化工程と、得られたゲルをアルカリ条件下で水熱処理して前記骨格中に微細孔を形成する微細孔形成工程と、を備えているので、これまで得ることが困難であった耐アルカリ性に優れた上記本発明の二重細孔有機鎖無機多孔質体を得ることができる。   The method for producing a double-pore organic chain inorganic porous material according to the present invention includes an alkali-generating compound that decomposes by heating to generate an alkali component and an organic polymer that has a phase separation-inducing action. The organic chain alkoxysilane is introduced into the organic chain to hydrolyze the organic chain alkoxysilane, and then heated to decompose the alkali-generating compound while polycondensating the organic chain alkoxysilane to form a three-dimensional network structure skeleton. It is difficult to obtain so far because it comprises a gelation step for forming a gel having a gel and a micropore formation step for forming a micropore in the skeleton by hydrothermally treating the obtained gel under alkaline conditions. Thus, the double pore organic chain inorganic porous material of the present invention having excellent alkali resistance can be obtained.

すなわち、有機鎖アルコキシシランを酸性溶液に投入すると、まず、有機鎖アルコキシシランが加水分解する。そして、アルカリ発生化合物の分解温度まで加熱することによって、溶液を中性に近い領域にしながら、重縮合させると、表面にアルカリに弱い水酸基部分が多いシラン重縮合体からなる三次元網目構造の骨格部を有する湿潤ゲルが得られる。
そして、この湿潤ゲルをさらに水熱修理してアルカリ発生化合物をさらに分解して骨格に微細孔を形成するようにした。
That is, when an organic chain alkoxysilane is added to an acidic solution, the organic chain alkoxysilane is first hydrolyzed. Then, by heating to the decomposition temperature of the alkali generating compound, polycondensation while making the solution close to neutral, the skeleton of a three-dimensional network structure consisting of a silane polycondensate with many hydroxyl groups vulnerable to alkali on the surface A wet gel with parts is obtained.
The wet gel was further hydrothermally repaired to further decompose the alkali-generating compound to form micropores in the skeleton.

さらに、酸性溶液に有機鎖アルコキシシランとともに、有機高分子をミセル化する溶媒を投入してゲル化工程を行うようにすれば、有機高分子によってできた擬似的な微細孔の鋳型が骨格内に形成され、アルカリ条件により水熱処理を行うことでさらに拡大化できる。また、ミセル化する溶媒の種類を変化させることによりミセルサイズをコントロールすることも可能となり、よって、骨格内の細孔サイズのコントロールも可能となる。
そして、得られる二重細孔多孔質体は、骨格内の細孔による表面積の増加により、吸着媒体等に使用した際に試料負荷量の向上を図ることができる。
Furthermore, if a gelling process is performed by introducing a solvent for micelle formation of an organic polymer together with an organic chain alkoxysilane into an acidic solution, a pseudo fine pore template made of the organic polymer is contained in the skeleton. It can be further enlarged by hydrothermal treatment under alkaline conditions. In addition, it is possible to control the micelle size by changing the type of solvent to be micelle, and thus the pore size in the skeleton can also be controlled.
The resulting double pore porous body can improve the sample load when used in an adsorption medium or the like due to an increase in surface area due to pores in the skeleton.

本発明にかかるクロマトグラフィー用カラムの製造方法は、キャピラリー内で本発明の二重細孔有機鎖無機多孔質体の製造方法を用いて、キャピラリー内に二重細孔有機鎖無機多孔質体が充填された状態に形成するので、キャピラリー内に密に本発明の二重細孔有機鎖無機多孔質体が充填されたアルカリ領域でも良好に用いることができる分解能に優れたカラムを得ることができる。   In the method for producing a chromatography column according to the present invention, the double pore organic chain inorganic porous material is produced in the capillary using the method for producing a double pore organic chain inorganic porous material of the present invention in the capillary. Since it is formed in a packed state, it is possible to obtain a column with excellent resolution that can be used satisfactorily even in an alkaline region in which the double pore organic chain inorganic porous material of the present invention is densely packed in the capillary. .

以下に本発明の特徴を更に明らかにするため実施例を示すが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。   Examples are given below to further clarify the features of the present invention, but the present invention is not limited to these Examples.

(実施例1)
0.01M酢酸水溶液5 mlに相分離誘起作用を有する有機高分子としてのエチレングリコール−プロピレングリコールブロック共重合体(BASF社製商品名Pluronic P123,平均分子量5,800)を1.1 g、およびアルカリ発生化合物としての尿素を0.5 g溶解して均一となるように撹拌してpH3.4の酸性溶液を得た。
この酸性溶液に有機鎖アルコキシシランとしてのメチルトリメトキシシラン5 mlを添加し、撹拌して均一溶液とした。
この均一溶液が入れられた容器に5分間超音波を照射して脱気を行い、ヘリウムガス置換を10分間行った。その後、容器を密閉し、60℃条件下24時間で重縮合させ、pH7.9の湿潤ゲルを得た。
さらに、得られた湿潤ゲルを尿素水溶液で置換し、骨格内に細孔を形成するために、150℃で24時間 pH10.1のアルカリ条件下で水熱処理を行った。
得られたゲルを水およびメタノール水混合液で洗浄後、乾燥、250℃で10時間焼成し、二重細孔多孔質体を得た。
得られた二重細孔多孔質体を電子顕微鏡で観察したところ、図1に示すように、ミクロンオーダーの連続細孔が形成された骨格を備えていることがわかった。
また、得られた二重細孔多孔質体の骨格内の微細孔径を窒素吸着法により測定し、その結果を図2に示した。
図2から、得られた二重細孔多孔質体は、骨格内に形成された微細孔が直径10nm以下のものでほぼ占められ、直径8nm付近のものが大多数を占めていることがよくわかった。
(Example 1)
1.1 g of ethylene glycol-propylene glycol block copolymer (BASF brand name Pluronic P123, average molecular weight 5,800) as an organic polymer having phase separation inducing action in 5 ml of 0.01 M acetic acid aqueous solution, and as an alkali-generating compound 0.5 g of urea was dissolved and stirred uniformly to obtain a pH 3.4 acidic solution.
To this acidic solution, 5 ml of methyltrimethoxysilane as an organic chain alkoxysilane was added and stirred to obtain a uniform solution.
The container containing the homogeneous solution was deaerated by irradiating with ultrasonic waves for 5 minutes, and helium gas replacement was performed for 10 minutes. Thereafter, the container was sealed and polycondensed at 60 ° C. for 24 hours to obtain a wet gel having a pH of 7.9.
Further, the obtained wet gel was replaced with an aqueous urea solution, and hydrothermal treatment was performed under alkaline conditions of pH 10.1 at 150 ° C. for 24 hours in order to form pores in the skeleton.
The obtained gel was washed with a mixed solution of water and methanol water, dried, and calcined at 250 ° C. for 10 hours to obtain a double pore porous body.
When the obtained double pore porous body was observed with an electron microscope, it was found that it had a skeleton in which micron-order continuous pores were formed as shown in FIG.
Moreover, the fine pore diameter in the skeleton of the obtained double pore porous body was measured by a nitrogen adsorption method, and the result is shown in FIG.
From FIG. 2, it is preferable that the obtained double pore porous body is almost occupied by the fine pores formed in the skeleton having a diameter of 10 nm or less, and the majority of those having a diameter of about 8 nm are occupied. all right.

(実施例2)
0.01M酢酸水溶液5.25 mlに相分離誘起作用を有する有機高分子としてのポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルを1.8 g、およびアルカリ発生化合物としての尿素を0.5 g溶解して均一となるように撹拌してpH3.4の酸性溶液を得た。
この酸性溶液に有機鎖アルコキシシランとしてのメチルトリメトキシシラン5 mlを添加し、撹拌して均一溶液とした。
この均一溶液が入れられた容器に5分間超音波を照射して脱気を行い、ヘリウムガス置換を10分間行った。その後、容器を密閉し、60℃条件下24時間で重縮合させ、pH7.7の湿潤ゲルを得た。
さらに、得られた湿潤ゲルを尿素水溶液で置換し、骨格内に細孔を形成するために、200℃で24時間 pH9.7のアルカリ条件下で水熱処理を行った。
得られたゲルを水およびメタノール水混合液で洗浄後、乾燥、250℃で10時間焼成し、二重細孔多孔質体を得た。
得られた二重細孔多孔質体を電子顕微鏡で観察したところ、図3に示すように、ミクロンオーダーの連続細孔が形成された骨格を備えていることがわかった。
また、得られた二重細孔多孔質体の骨格内の微細孔径を窒素吸着法により測定し、その結果を図4に示した。
図4から、得られた二重細孔多孔質体は、骨格内に形成された微細孔が直径10nm以下のものでほぼ占められ、直径3.5nm付近のものが大多数を占めていることがよくわかった。
(Example 2)
A solution of 1.8 g of polyoxyethylene nonylphenyl ether as an organic polymer having phase separation-inducing action and 0.5 g of urea as an alkali-generating compound was dissolved in 5.25 ml of 0.01 M acetic acid aqueous solution and stirred uniformly until pH 3 An acidic solution of .4 was obtained.
To this acidic solution, 5 ml of methyltrimethoxysilane as an organic chain alkoxysilane was added and stirred to obtain a uniform solution.
The container containing the homogeneous solution was deaerated by irradiating with ultrasonic waves for 5 minutes, and helium gas replacement was performed for 10 minutes. Thereafter, the container was sealed and polycondensed at 60 ° C. for 24 hours to obtain a wet gel having a pH of 7.7.
Further, the obtained wet gel was replaced with an aqueous urea solution, and hydrothermal treatment was performed under alkaline conditions of pH 9.7 at 200 ° C. for 24 hours in order to form pores in the skeleton.
The obtained gel was washed with a mixed solution of water and methanol water, dried, and calcined at 250 ° C. for 10 hours to obtain a double pore porous body.
When the obtained double-pore porous body was observed with an electron microscope, it was found that it had a skeleton in which micron-order continuous pores were formed, as shown in FIG.
Moreover, the fine pore diameter in the skeleton of the obtained double pore porous body was measured by a nitrogen adsorption method, and the result is shown in FIG.
As shown in FIG. 4, in the obtained double pore porous body, the fine pores formed in the skeleton are almost occupied by those having a diameter of 10 nm or less, and the majority of those having a diameter of about 3.5 nm are occupied. I understand.

(実施例3)
0.01M酢酸水溶液5 mlに相分離誘起作用を有する有機高分子としてのエチレングリコール−プロピレングリコールブロック共重合体(BASF社製商品名Pluronic P123,平均分子量5,800)を2 g、およびアルカリ発生化合物としての尿素を1 g溶解して均一となるように撹拌してpH3.4の酸性溶液を得た。
この酸性溶液に有機鎖アルコキシシランとしてのメチルトリメトキシシラン5 mlを添加し、撹拌して均一溶液とし、さらに、相分離誘起作用を有する有機高分子をミセル化して細孔形成誘起させるための溶媒としてトリメチルベンゼンを1.4 ml加えた。
この均一溶液が入れられた容器に5分間超音波を照射して脱気を行い、ヘリウムガス置換を10分間行った。その後、容器を密閉し、60℃条件下24時間で重縮合させ、pH8.1の湿潤ゲルを得た。
さらに、得られた湿潤ゲルを尿素水溶液で置換し、骨格内に細孔を形成するために、200℃で24時間 pH9.7のアルカリ条件下で水熱処理を行った。
得られたゲルを水およびメタノール水混合液で洗浄後、乾燥、250℃で10時間焼成し、二重細孔多孔質体を得た。
得られた二重細孔多孔質体を電子顕微鏡で観察したところ、図5に示すように、ミクロンオーダーの連続細孔が形成された骨格を備えていることがわかった。
また、得られた二重細孔多孔質体の骨格内の微細孔径を窒素吸着法により測定し、その結果を図6に示した。
図6から、得られた二重細孔多孔質体は、骨格内に形成された微細孔が直径100nm以下のものでほぼ占められ、直径50nm付近のものが大多数を占めていることがよくわかった。すなわち、トリメチルベンゼンの添加によって細孔が拡大化されることがわかった。
Example 3
2 g of ethylene glycol-propylene glycol block copolymer (BASF brand name Pluronic P123, average molecular weight 5,800) as an organic polymer having phase separation inducing action in 5 ml of 0.01 M acetic acid aqueous solution, and as an alkali-generating compound 1 g of urea was dissolved and stirred uniformly to obtain a pH 3.4 acidic solution.
Add 5 ml of methyltrimethoxysilane as an organic chain alkoxysilane to this acidic solution, stir to make a homogeneous solution, and further a solvent for inducing pore formation by micellizing an organic polymer having a phase separation inducing action As a result, 1.4 ml of trimethylbenzene was added.
The container containing the homogeneous solution was deaerated by irradiating with ultrasonic waves for 5 minutes, and helium gas replacement was performed for 10 minutes. Thereafter, the vessel was sealed and polycondensed under 60 ° C. conditions for 24 hours to obtain a wet gel with pH 8.1.
Further, the obtained wet gel was replaced with an aqueous urea solution, and hydrothermal treatment was performed under alkaline conditions of pH 9.7 at 200 ° C. for 24 hours in order to form pores in the skeleton.
The obtained gel was washed with a mixed solution of water and methanol water, dried, and calcined at 250 ° C. for 10 hours to obtain a double pore porous body.
When the obtained double pore porous body was observed with an electron microscope, it was found that it had a skeleton with micron-order continuous pores as shown in FIG.
Moreover, the fine pore diameter in the skeleton of the obtained double pore porous body was measured by a nitrogen adsorption method, and the result is shown in FIG.
From FIG. 6, it can be seen that in the obtained double pore porous body, the fine pores formed in the skeleton are almost occupied by those having a diameter of 100 nm or less, and the majority of those having a diameter of about 50 nm are occupied. all right. That is, it was found that the pores were enlarged by the addition of trimethylbenzene.

(実施例4)
0.01M酢酸水溶液4.5 mlに相分離誘起作用を有する有機高分子としてのエチレングリコール−プロピレングリコールブロック共重合体(BASF社製商品名Pluronic P123,平均分子量5,800)を2.2 g、およびアルカリ発生化合物としての尿素を2 g溶解して均一となるように撹拌してpH3.4の酸性溶液を得た。
この酸性溶液に有機鎖アルコキシシランとしてのメチルトリメトキシシラン5 mlを添加し、撹拌して均一溶液とし、さらに、相分離誘起作用を有する有機高分子をミセル化して細孔形成誘起させるための溶媒としてトリメチルベンゼンを1.4 ml加えた。
この均一溶液が入れられた容器に5分間超音波を照射して脱気を行い、ヘリウムガス置換を10分間行った後、内径50 mm I.Dおよび100 mm I.Dのフューズドシリカキャピラリー内にそれぞれ充填し、各キャピラリーの両端を密封し、70℃条件下24時間で重縮合させ、pH8.4の湿潤ゲルを得た。
さらに、骨格内に細孔を形成するために、各キャピラリー内を封緘し、200℃で24時間アルカリ条件下での水熱処理を行った。得られた各キャピラリーのゲルを水およびメタノール水混合液で洗浄後、乾燥、250℃で10時間焼成し、二重細孔多孔質体がキャピラリー内に充填されたクロマトグラフィー用カラム得た。
得られた各クロマトグラフィー用カラムの断面を電子顕微鏡で観察したところ、図7,8に示すように、ミクロンオーダーの連続細孔が形成された骨格を備えていることがわかった。
得られた各キャピラリーカラムを用い、カラム長150 mm、ヘキサン/2-プロパノール=98/2の移動相条件において、線速度1.1 mm/s、カラム負荷圧72 barの条件下で、順相クロマトグラフィーを行い、トルエン、2,6-ジニトロトルエン、1,2-ジニトロベンゼンの試料を分離したところ、図9、10に示すような結果となり、理論段高7.1 mmの性能を示すことがわかった。すなわち、このことから、キャピラリーによるダウンサイジング化と高性能カラム化を図れることがわかる。
Example 4
Ethylene glycol-propylene glycol block copolymer (BASF brand name Pluronic P123, average molecular weight 5,800) as an organic polymer having an action of inducing phase separation in 4.5 ml of 0.01 M acetic acid aqueous solution, and 2.2 g as an alkali-generating compound 2 g of urea was dissolved and stirred uniformly to obtain a pH 3.4 acidic solution.
Add 5 ml of methyltrimethoxysilane as an organic chain alkoxysilane to this acidic solution, stir to make a homogeneous solution, and further a solvent for inducing pore formation by micellizing an organic polymer having a phase separation inducing action As a result, 1.4 ml of trimethylbenzene was added.
The container containing this homogeneous solution is degassed by irradiating with ultrasonic waves for 5 minutes, and after helium gas replacement is performed for 10 minutes, it is filled into fused silica capillaries with inner diameters of 50 mm ID and 100 mm ID, respectively. Then, both ends of each capillary were sealed and polycondensed under 70 ° C. for 24 hours to obtain a wet gel having a pH of 8.4.
Furthermore, in order to form pores in the skeleton, the capillaries were sealed and subjected to hydrothermal treatment under alkaline conditions at 200 ° C. for 24 hours. The obtained gel of each capillary was washed with a mixed solution of water and methanol, dried, and calcined at 250 ° C. for 10 hours to obtain a chromatography column in which the capillary was filled with the double pore porous material.
When the cross sections of the obtained chromatography columns were observed with an electron microscope, it was found to have a skeleton with micron-order continuous pores as shown in FIGS.
Using each of the obtained capillary columns, normal phase chromatography was performed under a mobile phase condition of 150 mm in column length, hexane / 2-propanol = 98/2, under a linear velocity of 1.1 mm / s and a column pressure of 72 bar. When toluene, 2,6-dinitrotoluene, and 1,2-dinitrobenzene samples were separated, the results shown in FIGS. 9 and 10 were obtained, and it was found that the theoretical plate height was 7.1 mm. That is, this shows that downsizing with a capillary and high performance column can be achieved.

(実施例5)
0.01M酢酸水溶液6 mlに相分離誘起作用を有する有機高分子としてのエチレングリコール−プロピレングリコールブロック共重合体(BASF社製商品名Pluronic F68,平均分子量8,400)を2.12 g、およびアルカリ発生化合物としての尿素を0.725 g溶解して均一となるように撹拌してpH3.4の酸性溶液を得た。
この酸性溶液に有機鎖アルコキシシランとしてのメチルトリメトキシシラン5 mlとジメチルジメトキシシラン0.25 mlを添加し、撹拌して均一溶液とした。
この均一溶液が入れられた容器に5分間超音波を照射して脱気を行い、ヘリウムガス置換を10分間行った。その後、容器を密閉し、60℃条件下24時間で重縮合させ、pH7.8の湿潤ゲルを得た。
さらに、得られた湿潤ゲルを尿素水溶液で置換し、骨格内に細孔を形成するために、200℃で24時間 pH9.7のアルカリ条件下で水熱処理を行った。
得られたゲルを水およびメタノール水混合液で洗浄後、乾燥、250℃で10時間焼成し、二重細孔多孔質体を得た。
得られた二重細孔多孔質体を電子顕微鏡で観察したところ、図11に示すように、ミクロンオーダーの連続細孔が形成された骨格を備えていることがわかった。
(Example 5)
2.12 g of an ethylene glycol-propylene glycol block copolymer (BASF's product name Pluronic F68, average molecular weight 8,400) as an organic polymer having a phase separation-inducing action in 6 ml of 0.01 M acetic acid aqueous solution, and as an alkali-generating compound 0.725 g of urea was dissolved and stirred uniformly to obtain an acidic solution having a pH of 3.4.
To this acidic solution, 5 ml of methyltrimethoxysilane and 0.25 ml of dimethyldimethoxysilane as organic chain alkoxysilane were added and stirred to obtain a uniform solution.
The container containing the homogeneous solution was deaerated by irradiating with ultrasonic waves for 5 minutes, and helium gas replacement was performed for 10 minutes. Thereafter, the vessel was sealed and polycondensed at 60 ° C. for 24 hours to obtain a wet gel having a pH of 7.8.
Further, the obtained wet gel was replaced with an aqueous urea solution, and hydrothermal treatment was performed under alkaline conditions of pH 9.7 at 200 ° C. for 24 hours in order to form pores in the skeleton.
The obtained gel was washed with a mixed solution of water and methanol water, dried, and calcined at 250 ° C. for 10 hours to obtain a double pore porous body.
When the obtained double-pore porous body was observed with an electron microscope, it was found that it had a skeleton in which micron-order continuous pores were formed, as shown in FIG.

(実施例6)
0.1M硝酸水溶液5.8 mlに相分離誘起作用を有する有機高分子としてのエチレングリコール−プロピレングリコールブロック共重合体(BASF社製商品名Pluronic P123,平均分子量5,800)を1.1 g、およびアルカリ発生化合物としての尿素を0.5 g溶解して均一となるように撹拌してpH1.1の酸性溶液を得た。
この酸性溶液に有機鎖アルコキシシランとしての1,2-ビズ(トリメトキシシリル)エタン2 mlを添加し、撹拌して均一溶液とした。
この均一溶液が入れられた容器に5分間超音波を照射して脱気を行い、ヘリウムガス置換を10分間行った。その後、容器を密閉し、60℃条件下24時間で重縮合させ、pH1.8の湿潤ゲルを得た。
さらに、得られた湿潤ゲルを尿素水溶液で置換し、骨格内に細孔を形成するために、110℃で24時間 pH10.4のアルカリ条件下で水熱処理を行った。
得られたゲルを水およびメタノール水混合液で洗浄後、乾燥、250℃で10時間焼成し、二重細孔多孔質体を得た。
得られた二重細孔多孔質体を電子顕微鏡で観察したところ、図12に示すように、ミクロンオーダーの連続細孔が形成された骨格を備えていることがわかった。
また、得られた二重細孔多孔質体の骨格内の微細孔径を窒素吸着法により測定し、その結果を図13に示した。
図13から、得られた二重細孔多孔質体は、骨格内に形成された微細孔が直径10nm以下のものでほぼ占められ、直径7nm付近のものが大多数を占めていることがよくわかった。
Example 6
1.1 g of an ethylene glycol-propylene glycol block copolymer (BASF product name Pluronic P123, average molecular weight 5,800) as an organic polymer having a phase separation inducing action in 5.8 ml of 0.1 M nitric acid aqueous solution, and as an alkali-generating compound 0.5 g of urea was dissolved and stirred uniformly to obtain a pH 1.1 acidic solution.
To this acidic solution, 2 ml of 1,2-biz (trimethoxysilyl) ethane as an organic chain alkoxysilane was added and stirred to obtain a homogeneous solution.
The container containing the homogeneous solution was deaerated by irradiating with ultrasonic waves for 5 minutes, and helium gas replacement was performed for 10 minutes. Thereafter, the container was sealed and polycondensed at 60 ° C. for 24 hours to obtain a wet gel having a pH of 1.8.
Further, the obtained wet gel was replaced with an aqueous urea solution, and hydrothermal treatment was performed under alkaline conditions of pH 10.4 at 110 ° C. for 24 hours in order to form pores in the skeleton.
The obtained gel was washed with a mixed solution of water and methanol water, dried, and calcined at 250 ° C. for 10 hours to obtain a double pore porous body.
When the obtained double pore porous body was observed with an electron microscope, it was found that it had a skeleton in which micron-order continuous pores were formed as shown in FIG.
Moreover, the fine pore diameter in the skeleton of the obtained double pore porous body was measured by a nitrogen adsorption method, and the result is shown in FIG.
From FIG. 13, in the obtained double pore porous body, it is preferable that the fine pores formed in the skeleton are almost occupied by those having a diameter of 10 nm or less, and the majority of those having a diameter of about 7 nm are occupied. all right.

(実施例7)
0.01M酢酸水溶液5.25 mlに相分離誘起作用を有する有機高分子としてのポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルを1.8 g、およびアルカリ発生化合物としての尿素を0.5 g溶解して均一となるように撹拌してpH3.4の酸性溶液を得た。
この酸性溶液に有機鎖アルコキシシランとしてのメチルトリメトキシシラン5 mlを添加し、撹拌して均一溶液とした。
この均一溶液が入れられた容器に5分間超音波を照射して脱気を行い、ヘリウムガス置換を10分間行った後、内径50 mm I.Dのフューズドシリカキャピラリー内にそれぞれ充填し、キャピラリーの両端を密封し、60℃条件下24時間で重縮合させ、pH7.7の湿潤ゲルを得た。
さらに、骨格内に細孔を形成するために、各キャピラリー内を200℃で24時間 pH9.7のアルカリ条件下で水熱処理を行った。得られた各キャピラリーのゲルを水およびメタノール水混合液で洗浄後、乾燥、250℃で10時間焼成し、二重細孔多孔質体がキャピラリー内に充填されたクロマトグラフィー用カラム得た。
(Example 7)
A solution of 1.8 g of polyoxyethylene nonylphenyl ether as an organic polymer having phase separation-inducing action and 0.5 g of urea as an alkali-generating compound was dissolved in 5.25 ml of 0.01 M acetic acid aqueous solution and stirred uniformly until pH 3 An acidic solution of .4 was obtained.
To this acidic solution, 5 ml of methyltrimethoxysilane as an organic chain alkoxysilane was added and stirred to obtain a uniform solution.
The container in which this homogeneous solution is placed is degassed by irradiating with ultrasonic waves for 5 minutes, and after helium gas replacement is performed for 10 minutes, each is filled into a fused silica capillary with an inner diameter of 50 mm ID, and both ends of the capillary are Was sealed and polycondensed at 60 ° C. for 24 hours to obtain a wet gel having a pH of 7.7.
Furthermore, in order to form pores in the skeleton, each capillary was hydrothermally treated at 200 ° C. for 24 hours under alkaline conditions of pH 9.7. The obtained gel of each capillary was washed with a mixed solution of water and methanol, dried, and calcined at 250 ° C. for 10 hours to obtain a chromatography column in which the capillary was filled with the double pore porous material.

(比較例1)
尿素を用いず、1M硝酸水溶液4.5mlと相分離誘起作用を有する有機高分子としてのポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルを3.05 g、と均一となるように撹拌混合してpH0.4の酸性溶液(を得た以外は、実施例7と同様にしてクロマトグラフィー用カラム得た。
上記実施例7および比較例1で得られたクロマトグラフィー用カラムを用い、それぞれメタノール/水=80/20の移動相条件において逆相クロマトグラフィーを行いウラシルとアルキルベンゼン7種(ベンゼン、トルエン、エチルベンゼン、プロピルベンゼン、ブチルベンゼン、アミルベンゼン、ヘキシルベンゼン)の試料を分離したところ、比較例1のクロマトグラフィー用カラムを用いた場合、図15に示すように、ウラシルと各アルキルベンゼンが分離したのに対して、実施例7のクロマトグラフィー用カラムを用いた場合、図14に示すように分離しなかった。
これは、比較例1のクロマトグラフィー用カラムの場合、有機鎖が外側を向いていたことによる疎水性相互作用によって分離され、実施例7のクロマトグラフィー用カラムの場合、有機鎖が内側を向いているため分離されないということを示唆している。
また、上記実施例7および比較例1で得られたクロマトグラフィー用カラムを用い、それぞれヘキサン/2-プロパノール=98/2の移動相条件において順相クロマトグラフィーを行いトルエン、2,6-ジニトロトルエン、1,2-ジニトロベンゼンの試料を分離したところ、図16に示す実施例7のクロマトグラフィー用カラムの方が、図17に示す比較例1のクロマトグラフィー用カラムに比べて、試料保持能が大きいことがわかった。
これは、実施例7の二重細孔多孔質体は、従来のものに比べて、親水基(シラノール)が多く表出していることを示唆している。
(Comparative Example 1)
Without using urea, 4.5 ml of 1M aqueous nitric acid solution and 3.05 g of polyoxyethylene nonylphenyl ether as an organic polymer having a phase separation-inducing action were stirred and mixed to be homogeneous, and an acidic solution (pH 0.4) A chromatography column was obtained in the same manner as in Example 7 except that it was obtained.
Using the chromatography column obtained in Example 7 and Comparative Example 1 above, reverse phase chromatography was carried out under a mobile phase condition of methanol / water = 80/20, respectively, and uracil and 7 types of alkylbenzene (benzene, toluene, ethylbenzene, When propylbenzene, butylbenzene, amylbenzene, hexylbenzene) samples were separated, when the chromatography column of Comparative Example 1 was used, uracil and each alkylbenzene were separated as shown in FIG. When the chromatography column of Example 7 was used, it was not separated as shown in FIG.
In the case of the chromatography column of Comparative Example 1, this is separated by hydrophobic interaction due to the organic chain facing outward, and in the case of the chromatography column of Example 7, the organic chain faces inward. This suggests that they will not be separated.
Further, using the chromatography column obtained in Example 7 and Comparative Example 1 above, normal phase chromatography was carried out under the mobile phase conditions of hexane / 2-propanol = 98/2, respectively, toluene, 2,6-dinitrotoluene. When the 1,2-dinitrobenzene sample was separated, the chromatographic column of Example 7 shown in FIG. 16 had a higher sample retention capacity than the chromatographic column of Comparative Example 1 shown in FIG. I found it big.
This suggests that the porous porous body of Example 7 has more hydrophilic groups (silanol) than the conventional porous body.

(比較例2)
0.01M酢酸水溶液5.5 mlにポリエチレンオキシドを0.6 g、および尿素を0.5 g溶解して均一となるように撹拌してpH3.4の酸性溶液を得た。
この酸性溶液に有機鎖アルコキシシランとしてのメチルトリメトキシシラン5 mlを添加し、撹拌して均一溶液とした。
この均一溶液が入れられた容器に5分間超音波を照射して脱気を行い、ヘリウムガス置換を10分間行った。その後、容器を密閉し、40℃条件下24時間保持したが、ゲル化しなかった。
(Comparative Example 2)
0.6 g of polyethylene oxide and 0.5 g of urea were dissolved in 5.5 ml of 0.01 M acetic acid aqueous solution and stirred uniformly to obtain an acidic solution having a pH of 3.4.
To this acidic solution, 5 ml of methyltrimethoxysilane as an organic chain alkoxysilane was added and stirred to obtain a uniform solution.
The container containing the homogeneous solution was deaerated by irradiating with ultrasonic waves for 5 minutes, and helium gas replacement was performed for 10 minutes. Thereafter, the container was sealed and kept at 40 ° C. for 24 hours, but did not gel.

(比較例3)
1M硝酸水溶液3.3 mlにポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルを0.4 g、メタノールを1.1 g、および尿素を0.5 g溶解して均一となるように撹拌してpH0.4の酸性溶液を得た。
この酸性溶液に有機鎖アルコキシシランとしてのメチルトリメトキシシラン10 mlを添加し、撹拌して均一溶液とした。
この均一溶液が入れられた容器に5分間超音波を照射して脱気を行い、ヘリウムガス置換を10分間行った。その後、容器を密閉し、40℃条件下24時間で重縮合させ、pH0.4の湿潤ゲルを得た。
さらに、得られた湿潤ゲルを尿素水溶液で置換し、骨格内に細孔を形成するために、200℃で24時間 pH9.7のアルカリ条件下で水熱処理を行った。
得られたゲルを水およびメタノール水混合液で洗浄後、乾燥、250℃で10時間焼成し、多孔質体を得た。
得られた多孔質体を電子顕微鏡で観察したところ、図18に示すように、ミクロンオーダーの連続細孔が形成された骨格を備えていることがわかった。
また、得られた多孔質体の骨格内の微細孔径を窒素吸着法により測定し、その結果を図19に示した。
図19から、得られた多孔質体は、骨格内にnmオーダーの細孔は形成されていないことがよくわかる。
(Comparative Example 3)
0.4 g of polyoxyethylene nonylphenyl ether, 1.1 g of methanol, and 0.5 g of urea were dissolved in 3.3 ml of 1M nitric acid aqueous solution and stirred uniformly to obtain an acidic solution having a pH of 0.4.
To this acidic solution, 10 ml of methyltrimethoxysilane as an organic chain alkoxysilane was added and stirred to obtain a uniform solution.
The container containing the homogeneous solution was deaerated by irradiating with ultrasonic waves for 5 minutes, and helium gas replacement was performed for 10 minutes. Thereafter, the container was sealed and polycondensed at 40 ° C. for 24 hours to obtain a wet gel having a pH of 0.4.
Further, the obtained wet gel was replaced with an aqueous urea solution, and hydrothermal treatment was performed under alkaline conditions of pH 9.7 at 200 ° C. for 24 hours in order to form pores in the skeleton.
The obtained gel was washed with a mixed solution of water and methanol water, dried and fired at 250 ° C. for 10 hours to obtain a porous body.
When the obtained porous body was observed with an electron microscope, it was found that the porous body had a skeleton having micron-order continuous pores as shown in FIG.
Moreover, the fine pore diameter in the skeleton of the obtained porous body was measured by a nitrogen adsorption method, and the result is shown in FIG.
FIG. 19 clearly shows that the obtained porous body has no nm-order pores formed in the skeleton.

クロマトグラフィー用分離媒体、血液分離用多孔質体、環境分析用試料濃縮媒体、吸湿剤用多孔質体、消臭等低分子吸着用多孔質体、均一径微粒子を製造する膜乳化法に用いる多孔質膜、あるいは酵素担体および触媒担体用多孔質体等への使用に適している。   Chromatographic separation medium, porous material for blood separation, sample concentration medium for environmental analysis, porous material for hygroscopic agent, porous material for low molecular weight adsorption such as deodorant, porous material used for membrane emulsification method to produce fine particles with uniform diameter It is suitable for use in porous membranes for enzyme membranes and catalyst carriers.

実施例1で得られた二重細孔多孔質体の走査型電子顕微鏡写真写しである。2 is a scanning electron micrograph of the double pore porous material obtained in Example 1. FIG. 実施例1で得られた二重細孔多孔質体の骨格内の微細孔を窒素吸着法によって測定させた細孔径分布を示す図である。It is a figure which shows the pore diameter distribution which measured the micropore in the frame | skeleton of the double pore porous body obtained in Example 1 by the nitrogen adsorption method. 実施例2で得られた二重細孔多孔質体の走査型電子顕微鏡写真写しである。4 is a scanning electron micrograph of the double pore porous material obtained in Example 2. 実施例2で得られた二重細孔多孔質体の骨格内の微細孔を窒素吸着法によって測定させた細孔径分布を示す図である。It is a figure which shows the pore diameter distribution which measured the micropore in the frame | skeleton of the double pore porous body obtained in Example 2 by the nitrogen adsorption method. 実施例3で得られた二重細孔多孔質体の走査型電子顕微鏡写真写しである。4 is a scanning electron micrograph of the double pore porous material obtained in Example 3. 実施例3で得られた二重細孔多孔質体の骨格内の微細孔を窒素吸着法によって測定させた細孔径分布を示す図である。It is a figure which shows the pore diameter distribution which measured the micropore in the frame | skeleton of the double pore porous body obtained in Example 3 by the nitrogen adsorption method. 実施例4において内径50 mm I.Dのフューズドシリカキャピラリーを用いて得られたクロマトグラフィー用カラム断面の走査型電子顕微鏡写真写しである。4 is a scanning electron micrograph of a cross section of a chromatography column obtained using a fused silica capillary having an inner diameter of 50 mm ID in Example 4. FIG. 実施例4において内径100 mm I.Dのフューズドシリカキャピラリーを用いて得られたクロマトグラフィー用カラム断面の走査型電子顕微鏡写真写しである。4 is a scanning electron micrograph of a cross section of a chromatography column obtained using a fused silica capillary having an inner diameter of 100 mm ID in Example 4. 実施例4の内径50 mm I.Dのフューズドシリカキャピラリーを用いて得られたクロマトグラフィー用カラムによって順相クロマトグラフィーを行いトルエン、2,6-ジニトロトルエン、1,2-ジニトロベンゼンの試料を分離した結果を示す図である。Normal phase chromatography was performed using the chromatographic column obtained using the fused silica capillary with an inner diameter of 50 mm ID in Example 4 to separate samples of toluene, 2,6-dinitrotoluene and 1,2-dinitrobenzene. It is a figure which shows a result. 実施例4の内径100 mm I.Dのフューズドシリカキャピラリーを用いて得られたクロマトグラフィー用カラムによって順相クロマトグラフィーを行いトルエン、2,6-ジニトロトルエン、1,2-ジニトロベンゼンの試料を分離した結果を示す図である。Normal phase chromatography was performed using the chromatographic column obtained using the fused silica capillary of Example 4 with an inner diameter of 100 mm ID to separate toluene, 2,6-dinitrotoluene, and 1,2-dinitrobenzene samples. It is a figure which shows a result. 実施例5で得られた二重細孔多孔質体の走査型電子顕微鏡写真写しである。6 is a scanning electron micrograph of the double pore porous material obtained in Example 5. 実施例6で得られた二重細孔多孔質体の走査型電子顕微鏡写真写しである。6 is a scanning electron micrograph of the double pore porous material obtained in Example 6. 実施例6で得られた二重細孔多孔質体の骨格内の微細孔を窒素吸着法によって測定させた細孔径分布を示す図である。It is a figure which shows the pore diameter distribution which measured the micropore in the frame | skeleton of the double pore porous body obtained in Example 6 by the nitrogen adsorption method. 実施例7で得られたクロマトグラフィー用カラムによって逆相クロマトグラフィーを行い、アルキルベンゼン6種の分離を行なった結果をあらわす図である。It is a figure showing the result of having performed reverse phase chromatography with the column for chromatography obtained in Example 7, and isolate | separating 6 types of alkylbenzene. 比較例1で得られたクロマトグラフィー用カラムによって逆相クロマトグラフィーを行い、アルキルベンゼン6種の分離を行なった結果をあらわす図である。It is a figure showing the result of having performed reverse phase chromatography with the column for chromatography obtained in comparative example 1, and having separated six kinds of alkylbenzene. 実施例7で得られたクロマトグラフィー用カラムによって順相クロマトグラフィーを行いトルエン、2,6-ジニトロトルエン、1,2-ジニトロベンゼンの分離を行なった結果をあらわす図である。It is a figure showing the result of having isolate | separated toluene, 2, 6- dinitrotoluene, and 1, 2- dinitrobenzene by performing normal phase chromatography with the column for chromatography obtained in Example 7. FIG. 比較例1で得られたクロマトグラフィー用カラムによって順相クロマトグラフィーを行いトルエン、2,6-ジニトロトルエン、1,2-ジニトロベンゼンの分離を行なった結果をあらわす図である。FIG. 4 is a diagram showing the results of separation of toluene, 2,6-dinitrotoluene, and 1,2-dinitrobenzene by performing normal phase chromatography using the chromatography column obtained in Comparative Example 1. 比較例3で得られた多孔質体の走査型電子顕微鏡写真写しである。4 is a scanning electron micrograph of the porous material obtained in Comparative Example 3. 比較例3で得られた多孔質体の骨格内の微細孔を窒素吸着法によって測定させた細孔径分布を示す図である。It is a figure which shows the pore diameter distribution which measured the micropore in the frame | skeleton of the porous body obtained by the comparative example 3 by the nitrogen adsorption method.

Claims (9)

SiC結合部分を分子中に有するシラン重縮合体からなる三次元網目構造の骨格を有し、この骨格内に微細孔を備えていることを特徴とする二重細孔有機鎖無機多孔質体。   A double-pore organic chain inorganic porous material having a three-dimensional network structure skeleton composed of a silane polycondensate having a SiC bond portion in the molecule, and having fine pores in the skeleton. 加熱により分解してアルカリ成分を発生するアルカリ発生化合物と、相分離誘起作用を有する有機高分子とを含む酸性溶液中に、有機鎖アルコキシシランを投入して、有機鎖アルコキシシランを加水分解させたのち、加熱してアルカリ発生化合物を分解させながら、有機鎖アルコキシシランを重縮合させて三次元網目構造の骨格を有するゲルを形成するゲル化工程と、
得られたゲルをアルカリ条件下で水熱処理して前記骨格中に微細孔を形成する微細孔形成工程と、を備えていることを特徴とする二重細孔有機鎖無機多孔質体の製造方法。
The organic chain alkoxysilane was hydrolyzed by introducing the organic chain alkoxysilane into an acidic solution containing an alkali generating compound that decomposes by heating to generate an alkali component and an organic polymer having a phase separation inducing action. Then, a gelation step of forming a gel having a three-dimensional network structure skeleton by polycondensation of organic chain alkoxysilane while heating to decompose the alkali-generating compound,
A micropore forming step of forming a micropore in the skeleton by hydrothermally treating the obtained gel under alkaline conditions, and a method for producing a double pore organic chain inorganic porous body .
酸性溶液のpHが1以上5未満であるとともに、重縮合時のpHが重合前の酸性溶液pH以上である請求項2に記載の二重細孔有機鎖無機多孔質体の製造方法。   The method for producing a double pore organic chain inorganic porous material according to claim 2, wherein the acidic solution has a pH of 1 or more and less than 5 and the pH during polycondensation is not less than the acidic solution pH before polymerization. 酸性溶液に有機鎖アルコキシシランとともに、相分離誘起作用を有する有機高分子をミセル化する溶媒を投入してゲル化工程を行う請求項2または請求項3に記載の二重細孔有機鎖無機多孔質体の製造方法。   The double pore organic chain inorganic porosity according to claim 2 or 3, wherein the gelling step is performed by introducing a solvent for micelleizing an organic polymer having a phase separation inducing action together with an organic chain alkoxysilane into an acidic solution. A method for producing a mass. アルカリ発生化合物が尿素である請求項2〜請求項4のいずれかに記載の二重細孔有機鎖無機多孔質体の製造方法。   The method for producing a double pore organic chain inorganic porous material according to any one of claims 2 to 4, wherein the alkali-generating compound is urea. 有機鎖アルコキシシランが、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、1,2−ビストリメトキシシリルエタンからなる群より選ばれた少なくとも1種である請求項2〜請求項5のいずれかに記載の二重細孔有機鎖無機多孔質体の製造方法。   The organic chain alkoxysilane is at least one selected from the group consisting of methyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, and 1,2-bistrimethoxysilylethane. 6. A process for producing a double pore organic chain inorganic porous material according to any one of 5 above. 有機高分子が、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、エチレンオキシド−プロピレンオキシド共重合体からなる群より選ばれた少なくとも1種である請求項2〜請求項6のいずれかに記載の二重細孔有機鎖無機多孔質体の製造方法。   The organic polymer is at least one selected from the group consisting of polyethylene oxide, polypropylene oxide, polyoxyethylene nonyl phenyl ether, and ethylene oxide-propylene oxide copolymer. A method for producing a double pore organic chain inorganic porous material. 有機高分子をミセル化する溶媒が、トリメチルベンゼンおよびブタノールの少なくともいずれか一方である請求項4〜請求項7のいずれかに記載の二重細孔有機鎖無機多孔質体の製造方法。   The method for producing a double pore organic chain inorganic porous material according to any one of claims 4 to 7, wherein a solvent for micelleizing the organic polymer is at least one of trimethylbenzene and butanol. キャピラリー内で請求項2〜請求項8のいずれかに記載の二重細孔有機鎖無機多孔質体の製造方法を用いて、キャピラリー内に二重細孔有機鎖無機多孔質体が充填された状態に形成することを特徴とするクロマトグラフィー用カラムの製造方法。   The double pore organic chain inorganic porous material is filled in the capillary using the method for producing a double pore organic chain inorganic porous material according to any one of claims 2 to 8 in the capillary. A method for producing a chromatography column, characterized in that the column is formed into a state.
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